Sebuah pegas memiliki panjang normal 20 cm. Dalam fisika, ini merujuk pada panjang pegas ketika tidak ada gaya eksternal diterapkan padanya. Namun, ketika sebuah beban tergantung di ujungnya, panjang pegas akan berubah. Semakin besar massa beban, semakin besar pula perubahan panjangnya.
Dalam kasus ini, beban memiliki massa sebesar 50 gram. Akibat bobot ini, panjang pegas bertambah 5 cm menjadi total 25 cm. Ini berarti bahwa pegas telah diperpanjang dari panjang normalnya, dan karena perpanjangan ini, pegas memiliki energi potensial elastis.
Energi potensial elastis adalah energi yang disimpan dalam benda ketika dideformasi (dalam hal ini, pegas telah diperpanjang). Energi ini bernilai setengah kali konstanta pegas dikali perpindahan kuadrat.
Tetapi, nilai konstanta pegas harus dihitung terlebih dahulu. Hukum Hooke menyatakan bahwa gaya (F) yang molor atau memampatkan pegas sebanding dengan perubahan panjang (x) dan dikalikan dengan konstanta pegas (k). Dalam sistem SI, gaya diukur dalam Newton (N), massa dalam kilogram (kg), dan perpindahan dalam meter (m).
Oleh karena itu, konstanta pegas (k) dapat dihitung dengan rumus:
k = F/x
k = mg/x
k = 0.05 kg * 9.8 m/s^2 / 0.05 m
k = 9.8 N/m
Setelah mendapatkan nilai k, kita dapat menentukan energi potensial elastis (U) ketika beban disimpangkan sejauh 4 cm atau 0.04 m dengan menggunakan rumus:
U = 1/2 * k * x^2
U = 1/2 * 9.8 N/m * (0.04 m)^2
U = 0.00784 Joule
Jadi, jawabannya apa? Energi potensial elastis pegas adalah 0.00784 Joule.
